作業車両
【課題】ロックアップクラッチが係合状態にある場合にトランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる作業車両を提供する。
【解決手段】本発明に係る作業車両は、エンジンと、走行輪と、動力伝達機構と、制御部とを備える。走行輪は、エンジンからの駆動力によって駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の速度段に切替可能なトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。制御部は、エンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブに基づいてエンジンを制御する。また、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合、トランスミッションの速度段を第２速から第１速に切り換える時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを第５エンジンパワーカーブＬ５から第１エンジンパワーカーブＬ１に変更する。
【解決手段】本発明に係る作業車両は、エンジンと、走行輪と、動力伝達機構と、制御部とを備える。走行輪は、エンジンからの駆動力によって駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の速度段に切替可能なトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。制御部は、エンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブに基づいてエンジンを制御する。また、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合、トランスミッションの速度段を第２速から第１速に切り換える時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを第５エンジンパワーカーブＬ５から第１エンジンパワーカーブＬ１に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両には、エンジンの動力をトルクコンバータ、トランスミッションなどを有する動力伝達機構によって走行輪に伝達することにより走行を行うものがある。このような作業車両では、エンジン回転数や車速に応じてトランスミッションの速度段を自動的に又は手動によって変更することにより、効率のよい走行を行うことができる。また、トルクコンバータに備えられたロックアップクラッチが制御されて、トルクコンバータの入力側と出力側とが直結されることにより、トルクコンバータの滑りによる動力損失の低減や、燃費低下の抑制が可能である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２２８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような作業車両では、特にロックアップクラッチが係合状態にある場合に、トランスミッションの速度段の切替を円滑に行えない場合がある。例えば、走行輪に急激に負荷が掛かった場合、エンジン回転数が低下することによってシフトダウンが行われるが、シフトダウンが完了してもエンジンの回転数が下がり続けることによって、車速が低下したり、エンジンが停止したりする恐れがある。
【０００４】
本発明の課題は、ロックアップクラッチが係合状態にある場合にトランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明の作業車両は、エンジンと、走行輪と、動力伝達機構と、制御部とを備える。走行輪は、エンジンからの駆動力によって駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の速度段に切替可能なトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。制御部は、エンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブに基づいてエンジンを制御する。また、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを変更する。
【０００６】
この作業車両では、ロックアップクラッチが係合状態である場合、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが変更され、変更されたエンジンパワーカーブによってエンジンの制御が行われる。このため、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジン出力トルクを変化させることができ、速度段の切替に伴う車速の変化を抑えることができる。これにより、この作業車両では、トランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる。
【０００７】
また、トランスミッションの速度段の切替時にエンジン出力トルクを変化させるためには、単純にエンジン回転数を増大させる制御も考えられる。しかし、この場合、トランスミッションの速度段の切替時には適切なエンジンの出力制御を行うことが困難になる。これに対して、本発明に係る作業車両では、トランスミッションの速度段の切替時にエンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが変更されるため、トランスミッションの速度段の切替時にもエンジンパワーカーブに基づいてエンジンの制御が行われる。これにより、適切なエンジン出力の制御を行うことができる。
【０００８】
第２発明の作業車両は、第１発明の作業車両であって、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合にトランスミッションを低速度段に切り換える時には、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブをトランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより高トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力増大制御を行う。
【０００９】
この作業車両では、トランスミッションを低速度段に切り換える時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが高トルクのエンジンパワーカーブに変更され、エンジン出力トルクが増大される。このため、急激に負荷が増大してトランスミッションが低速度段に切り換えられた場合であっても、車速の低下やエンジンの停止を防止することができる。
【００１０】
第３発明の作業車両は、第２発明の作業車両であって、制御部は、実際のエンジン回転数が所定回転数以下になった場合にロックアップクラッチを係合状態から非係合状態へ切り換える。
【００１１】
この作業車両では、実際のエンジン回転数が所定回転数以下になった場合には、ロックアップクラッチが係合状態から非係合状態へ切り換えられ、エンジンの駆動力がトルクコンバータによって伝達される。これにより、エンジン回転数がロックアップクラッチの係合による駆動力の伝達には不適当な低回転数まで低下した場合には、トルクコンバータによる伝達に切り換えられ、エンジンの駆動力を円滑に伝達することができる。また、この作業車両では、ロックアップクラッチが係合状態である場合にトランスミッションを低速度段に切り換える時には、エンジン出力増大制御が行われることにより、車速の低下が抑えられる。このため、トランスミッションの低速度段への切替時にロックアップクラッチが非係合状態に切り替わってしまうことを抑えることができ、燃費を向上させることができる。
【００１２】
第４発明の作業車両は、第２発明または第３発明の作業車両であって、制御部は、エンジン出力増大制御を行う際にロックアップクラッチの係合力を低減させる。
【００１３】
この作業車両では、エンジン出力増大制御が行われる際にロックアップクラッチの係合力が低減されるため、エンジンへの負荷が軽減される。これにより、エンジンの回転数を容易に増大させることができ、車速の低下をより抑えることができる。
【００１４】
第５発明の作業車両は、第１発明から第４発明のいずれかの作業車両であって、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合にトランスミッションを高速度段に切り換える時には、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブをトランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより低トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力低減制御を行う。
【００１５】
この作業車両では、トランスミッションを高速度段に切り換える時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが低トルクのエンジンパワーカーブに変更され、エンジン出力トルクが低減される。このため、速度段の切替時の車速の急激な変化を抑えることができ、速度段の切替を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る作業車両では、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジン出力トルクを変化させることができ、速度段の切替に伴う車速の変化を抑えることができる。これにより、この作業車両では、トランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる。また、トランスミッションの速度段の切替時にも、エンジンパワーカーブに基づいてエンジンの制御が行われるため、適切なエンジン出力の制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜構成＞
本発明の一実施形態に係る作業車両１の概略システム構成図を図１に示す。この作業車両１は、例えばブルドーザであり、エンジン２、第１動力伝達機構３、一対の走行装置４ａ，４ｂ、第１油圧ポンプ５、旋回機構６、作業機７、冷却機構８、操作部９、各種センサ、制御部１０などを備えている。
【００１８】
〔エンジン２〕
エンジン２は、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射ポンプ（図示せず）からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン２の出力が制御される。燃料噴射量の調整は、燃料噴射ポンプに付設されたガバナ１１が制御部１０によって制御されることで行われる。ガバナ１１としては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、実際のエンジン回転数が制御部１０によって設定されたエンジン回転数になるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。
【００１９】
エンジン２からの駆動力は、図示しない動力取出装置を介して第１動力伝達機構３、第１油圧ポンプ５および後述する第２油圧ポンプ１２に分配される。
【００２０】
〔第１動力伝達機構３〕
第１動力伝達機構３は、エンジン２からの駆動力を一対の走行装置４ａ，４ｂに伝達する機構であり、トルクコンバータ１３、トランスミッション１４、ベベルギヤ１５、横軸１６、一対の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂ、一対のブレーキ装置１８ａ，１８ｂ、一対の終減速装置１９ａ，１９ｂなどを有する。
【００２１】
トルクコンバータ１３は、エンジン２の出力軸に連結されている。このトルクコンバータ１３は、トルクコンバータ１３の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ２０を有しており、ロックアップクラッチ２０は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によってオン状態とオフ状態とに切り換えられる。このロックアップクラッチ２０への圧油の供給は、制御部１０からの指令信号によって制御されるトルクコンバータ操作弁２１によって制御される。なお、オン状態とはクラッチが係合した状態であり、オフ状態とは、クラッチが係合していない状態を意味する。
【００２２】
トランスミッション１４は、前進用油圧クラッチ２２および後進用油圧クラッチ２３を有しており、前進用油圧クラッチ２２、後進用油圧クラッチ２３のいずれかが選択されてオン状態にされることにより、前進走行あるいは後進走行が行われる。前進用油圧クラッチ２２および後進用油圧クラッチ２３は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によってオン状態とオフ状態とに切り換えられる。
【００２３】
また、このトランスミッション１４は、第１速用油圧クラッチ２４、第２速用油圧クラッチ２５、第３速用油圧クラッチ２６を有し、これらの変速用クラッチのうちのいずれかが選択されてオン状態とされることにより、速度段の切替が行われる。第１速用油圧クラッチ２４、第２速用油圧クラッチ２５、第３速用油圧クラッチ２６は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動され、オン状態とオフ状態とに切り換えられる。
【００２４】
なお、前進用油圧クラッチ２２、後進用油圧クラッチ２３、第１速用油圧クラッチ２４、第２速用油圧クラッチ２５、第３速用油圧クラッチ２６への圧油の供給は、トランスミッション操作弁２７によって制御される。トランスミッション操作弁２７は、制御部１０からの指令信号によって制御される。
【００２５】
トランスミッション１４から出力されるエンジン２の駆動力は、ベベルギヤ１５および横軸１６を介して一対の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂに伝達される。
【００２６】
一対の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂのうち左遊星歯車機構１７ｂの遊星キャリアに固定される出力軸は、左ブレーキ装置１８ｂおよび左終減速装置１９ｂを介して後述する左スプロケット２８ｂに連結されている。また、右遊星歯車機構１７ａの遊星キャリアに固定される出力軸は、右ブレーキ装置１８ａおよび右終減速装置１９ａを介して後述する右スプロケット２８ａに連結されている。横軸１６から遊星歯車機構１７ａ，１７ｂの各リングギヤに伝達された駆動力は、遊星歯車機構１７ａ，１７ｂの各遊星キャリアから各終減速装置１９ａ，１９ｂを介して各走行装置４ａ，４ｂのスプロケット２８ａ，２８ｂに伝達される。
【００２７】
〔一対の走行装置４ａ，４ｂ〕
走行装置４ａ，４ｂは、走行輪としての左スプロケット２８ｂおよび右スプロケット２８ａと、各スプロケット２８ａ，２８ｂに巻回される履帯２９ａ，２９ｂとを有している。上述したように、エンジン２から第１動力伝達機構３を介して駆動力がスプロケット２８ａ，２８ｂに伝達され、スプロケット２８ａ，２８ｂが回転駆動されると、スプロケット２８ａ，２８ｂに巻回された履帯２９ａ，２９ｂが駆動され、これにより作業車両１が走行する。このように、エンジン２の馬力の一部は、作業車両１を走行させるために消費される。
【００２８】
〔第１油圧ポンプ５〕
第１油圧ポンプ５は、エンジン２からの駆動力によって駆動され、後述する作業機７の油圧シリンダ３１や旋回機構６の油圧モータ３２を駆動するための圧油を吐出する。第１油圧ポンプ５は、斜板角を制御することにより吐出容量を制御可能な可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ５には、斜板角を制御するための斜板角制御機構３３および第１油圧ポンプ制御弁３４が付設されている。第１油圧ポンプ制御弁３４は電磁比例制御弁であり、制御部１０は、第１油圧ポンプ制御弁３４への指令信号を制御することにより、第１油圧ポンプ５の吐出容量を制御し、第１油圧ポンプ５の吸収トルクを制御することができる。
【００２９】
〔旋回機構６〕
旋回機構６は、右スプロケット２８ａおよび左スプロケット２８ｂの回転速度を異ならせることによって作業車両１を旋回させる機構であり、油圧モータ３２と第２動力伝達機構３５とを有する。
【００３０】
油圧モータ３２は、第１油圧ポンプ５からの圧油によって駆動される。
【００３１】
第２動力伝達機構３５は、所要の歯車列によって構成されており、油圧モータ３２の出力軸に固定されるギヤと、左遊星歯車機構１７ｂのサンギヤに一体に固定されるギヤと、右遊星歯車機構１７ａのサンギヤに一体に固定されるギヤとに噛合している。第２動力伝達機構３５は、油圧モータ３２の駆動力を左右の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂの各サンギヤから各遊星キャリアおよび各終減速装置１９ａ，１９ｂを介して左右のスプロケット２８ａ，２８ｂに伝達し、左右のスプロケット２８ａ，２８ｂの回転速度を異ならせることで作業車両１を左右に旋回させることができる。
【００３２】
また、第１油圧ポンプ５と油圧モータ３２とを繋ぐ油圧回路には、流路切替弁３６が設けられている。流路切替弁３６は、制御部１０からの指令信号に基づいて、油圧モータ３２への圧油の供給量と供給方向とを制御する。これにより、油圧モータ３２の出力軸の回転方向が制御され、作業車両１の旋回方向の切替が行われる。
【００３３】
〔作業機７〕
作業機７は、図示しないブレードと、ブレードを駆動するための油圧シリンダ３１とを有する。ブレードは、作業車両１の前部に設けられており、土押し等の作業を行うための部材である。油圧シリンダ３１は、第１油圧ポンプ５からの圧油によって駆動される。また、油圧シリンダ３１と第１油圧ポンプ５とを繋ぐ油圧回路には、制御部１０からの指令信号に基づいて第１油圧ポンプ５から油圧シリンダ３１に供給される圧油を制御する作業機操作弁３７が設けられている。なお、この作業車両１では、リフト、アングルおよびチルト用の複数の油圧シリンダ３１が設けられているが、図１では１つの油圧シリンダ３１のみを図示して他は省略している。作業機操作弁３７は、制御部１０からの指令信号を受けて油圧シリンダ３１への圧油の供給方向を切り換える。これにより、リフト、アングルおよびチルトなどのブレードの動作が行われる。
【００３４】
〔冷却機構８〕
冷却機構８は、エンジン２からの駆動力によって駆動される第２油圧ポンプ１２と、第２油圧ポンプ１２から供給される圧油によって駆動される油圧モータ３８と、油圧モータ３８によって駆動される冷却ファン３９を有する。冷却機構８は、冷却ファン３９によって空気の流れを生成することにより、エンジン２の冷却水や圧油を冷却する。なお、油圧モータ３８と第２油圧ポンプ１２との間には、冷却ファン操作弁４１が設けられており、制御部１０からの指令信号によって冷却ファン操作弁４１が制御されることによって、油圧モータ３２へ供給される圧油の流れの方向を切り換えることができる。これにより油圧モータ３２すなわち冷却ファン３９の回転方向を制御することができる。また、第２油圧ポンプ１２には、制御部１０からの指令信号に基づいて第２油圧ポンプ１２の吐出容量を制御する第２油圧ポンプ制御弁４２が付設されており、第２油圧ポンプ制御弁４２が制御されることによって、冷却ファンの回転速度を制御することができる。
【００３５】
〔操作部９および各種センサ〕
操作部９は、図示しない運転室に内装されており、オペレータによって操作されることにより作業車両１に各種の動作を行わせることができる。また、操作部９による操作内容は、操作信号として制御部１０へ送られる。操作部９は、シフトスイッチ４３、走行・旋回操作レバー４４、スロットル指示装置４５、デセル指示装置４６、作業機レバー４７、制御モード切替装置４８などを有する。
【００３６】
シフトスイッチ４３は、トランスミッション１４の速度段を切り換えるためのものである。この作業車両１では、第１速から第３速までのトランスミッション１４の速度段の切替が可能であり、オペレータがシフトスイッチ４３を操作することにより、手動で速度段の切替を行うことができる。
【００３７】
走行・旋回操作レバー４４は、作業車両１の前進・後退の切り換え、直進・旋回の切替および、旋回方向の切替を指示するための部材である。オペレータは、走行・旋回操作レバー４４を操作することによりトランスミッション１４を前進状態、後進状態、中立状態に切り換えることができる。また、オペレータは、走行・旋回操作レバー４４を操作することにより、作業車両１の直進・旋回の切替、旋回方向の切替、旋回速度の調整を行うことができる。
【００３８】
スロットル指示装置４５は、エンジン回転数を変更するためのものである。スロットル指示装置４５によって指定されたエンジン回転数は制御部１０に入力され、制御部１０はエンジン回転数が指定された回転数になるようにエンジン２を制御する。
【００３９】
デセル指示装置４６は、エンジン回転数を低減させるためのものであり、制御部１０から出力されるエンジン２へのエンジン回転数の指令値を通常値から低減させる。
【００４０】
作業機レバー４７は、作業機７を操作するためのものであり、作業機レバー４７の操作内容に応じてリフト、アングルおよびチルトなどのブレードの動作が行われる。
【００４１】
制御モード切替装置４８は、高エンジン出力を目的とする第１制御モードと低エンジン出力を目的とする第２制御モードとのいずれかをオペレータが選択するためのものである。これらの制御モードの内容については後述する。
【００４２】
各種のセンサには、第１ポンプ吐出圧センサＳ１、エンジン回転数センサＳ２、トランスミッション回転数センサＳ３などがある。第１ポンプ吐出圧センサＳ１は、第１油圧ポンプ５の吐出圧を検出する。エンジン回転数センサＳ２は、エンジン２の実際のエンジン回転数を検出する。トランスミッション回転数センサＳ３は、トランスミッション１４の出力軸の回転数を検出する。また、これらのセンサＳ１−Ｓ３によって検出された各種の情報は検出信号として制御部１０に入力される。
【００４３】
〔制御部１０〕
制御部１０は、マイクロコンピュータや数値演算プロセッサ等の演算処理装置を主体にして構成されており、制御データ等を記憶している。制御部１０は、操作部９からの操作信号、各種のセンサ−からの検出信号、制御部１０に記憶されている制御データなどに基づいて、エンジン２、第１動力伝達機構３、旋回機構６、作業機７、冷却機構８などの制御を行う。制御部１０は、主として、第１動力伝達機構３、旋回機構６、作業機７、冷却機構８の制御を行う第１制御部５１と、主としてエンジン２の制御を行う第２制御部５２とを有する。
【００４４】
第１制御部５１は、車速やエンジン回転数に基づいて、トルクコンバータ１３のロックアップクラッチ２０の切替、変速用クラッチ２４〜２６の切替を行うことにより、車速やエンジン回転数に適した速度段を選択する。例えば、第１制御部５１は、エンジン回転数の増大に伴ってトランスミッション１４を低速度段から高速度段へ切り換える。また、第１制御部５１は、トランスミッション１４が同じ速度段であっても、エンジン回転数に応じてロックアップクラッチ２０の切替を行う。例えば、トランスミッション１４の速度段が第１速であり、且つ、エンジン回転数が所定値以上である場合はロックアップクラッチ２０がオン状態とされる。また、トランスミッション１４の速度段が第１速であっても、エンジン回転数が所定値より小さくなった場合には、ロックアップクラッチ２０がオフ状態とされる。これにより、作業車両１の走行燃費を向上させることができる。
【００４５】
また、第１制御部５１は、シフトスイッチ４３や走行・旋回操作レバー４４の操作に応じて、トランスミッション１４の前進用油圧クラッチ２２および後進用油圧クラッチ２３の切替や変速用クラッチ２４〜２６の切替を行う。これにより、オペレータは手動で前進・後退の切替および速度段の切替を行うことができる。
【００４６】
なお、ロックアップクラッチ２０の係合状態は、トルクコンバータ操作弁２１からの状態信号として第１制御部５１に入力される。また、トランスミッション１４の各クラッチ２２〜２６の係合状態は、トランスミッション操作弁２７からの状態信号として第１制御部５１に入力される。
【００４７】
第２制御部５２には、図２に示すようなエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブが記憶されており、第２制御部５２は、エンジンパワーカーブに基づいてエンジン２を制御する。この作業車両１では、エンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブを複数のエンジンパワーカーブに変更することができ、状況に応じてエンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブが決定される。例えば、図２に示すように、エンジン出力トルクが最大となる最大エンジンパワーカーブＬｍａｘに対してエンジン出力トルクを低減させた複数のエンジンパワーカーブＬ１〜Ｌ５に変更することができる。なお、これらのエンジンパワーカーブＬ１〜Ｌ５について、エンジン出力トルクの大きい順に、第１エンジンパワーカーブＬ１〜第５エンジンパワーカーブＬ５と名称を付けることとする。
【００４８】
以下、エンジンパワーカーブに基づくエンジン出力制御について詳細に説明する。
【００４９】
＜エンジン出力制御＞
この作業車両１では、図３に示すように、状況に応じてエンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブが変更される。
【００５０】
まず、トランスミッション１４の速度段が変更されず所定の速度段（例えば第２速）に維持されている場合（図３の「通常時」欄参照）のエンジン出力制御について説明する。
【００５１】
この場合、ロックアップクラッチ２０がオフ状態（図３の「Ｌ／Ｃオフ」参照）であり、且つ、第１制御モードが選択されている場合には、第１エンジンパワーカーブＬ１（図２参照）に基づいてエンジン２の制御が行われる。これにより、エンジン出力トルクが増大し、走行性や作業性を向上させることができる。
【００５２】
ロックアップクラッチ２０がオフ状態であり、且つ、第２制御モードが選択されている場合には、第３エンジンパワーカーブＬ３に基づいてエンジン２の制御が行われる。第３エンジンパワーカーブＬ３は第１エンジンパワーカーブＬ１よりもエンジン出力トルクの小さいエンジンパワーカーブであるため、エンジン出力トルクを抑えることによって作業車両１の燃費を向上させることができる。
【００５３】
ロックアップクラッチ２０がオン状態であり（図３の「Ｌ／Ｃオン」参照）、且つ、第１制御モードが選択されている場合には、第３エンジンパワーカーブＬ３に基づいてエンジン２の制御が行われる。
【００５４】
また、ロックアップクラッチ２０がオン状態であり、且つ、第２制御モードが選択されている場合には、第５エンジンパワーカーブＬ５に基づいてエンジン２の制御が行われる。
【００５５】
次に、トランスミッション１４の速度段が変更される場合（図３の「変速時」欄参照）のエンジン出力制御について説明する。この作業車両１では、特に、ロックアップクラッチ２０がオン状態である場合にトランスミッション１４を低速度段に切り換える時には、エンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブを速度段の切替前のエンジンパワーカーブより高トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力増大制御を行う。
【００５６】
具体的には、図３に示すように、ロックアップクラッチ２０がオン状態であり且つ第２制御モードが選択されている場合において、トランスミッション１４の速度段が第２速から第１速に変更される際、エンジンパワーカーブが第５エンジンパワーカーブＬ５から第１エンジンパワーカーブＬ１に一時的に変更される。
【００５７】
この場合のエンジン回転数や各クラッチへの供給油圧の変化を表すタイミングチャートを図４に示す。図４において、ＤＴＨは、エンジン２に入力されるスロットル開度を示している。ＮＥＮＧは、エンジン回転数センサＳ２が検出した実際のエンジン回転数を示している。ＮＴＭは、トランスミッション回転数センサＳ３が検出したトランスミッション１４の出力軸の回転数すなわち車速を示している。ＰＬＵは、ロックアップクラッチ２０への供給油圧を示している。ＰＦは、前進用油圧クラッチ２２への供給油圧を示している。Ｐ１ｓｔは、第１速用油圧クラッチ２４への供給油圧を示している。Ｐ２ｎｄは、第２速用油圧クラッチ２５への供給油圧を示している。
【００５８】
この図４に示されているように、時間Ｔ１までは、第２速用油圧クラッチ２５への供給油圧Ｐ２ｎｄが一定であり、トランスミッション１４の速度段が第２速に維持されている。この期間では、上述したように、第５エンジンパワーカーブＬ５によってエンジン２が制御されており、スロットル開度ＤＴＨは一定である。
【００５９】
一方、時間Ｔ１から時間Ｔ２までは、前進用油圧クラッチ２２への供給油圧ＰＦが低下され、第２速用油圧クラッチ２５への供給油圧Ｐ２ｎｄが低下されると共に、第１速用油圧クラッチ２４への供給油圧Ｐ１ｓｔが増大されており、第２速から第１速への速度段の変更が行われている。この期間Ｔ１〜Ｔ２では、上述したように、エンジン出力増大制御により、エンジンパワーカーブが第５エンジンパワーカーブＬ５から高トルクの第１エンジンパワーカーブＬ１に変更され、第１エンジンパワーカーブＬ１によってエンジン２が制御される。このため、スロットル開度ＤＴＨが増大していると共に、エンジン回転数ＮＥＮＧも増大している。なお、この期間Ｔ１〜Ｔ２では、制御部１０は、ロックアップクラッチ２０への供給油圧ＰＬＵを低下させることによって、ロックアップクラッチ２０の係合力を低下させている。これにより、エンジン回転数ＮＥＮＧの増大を容易にしている。時間Ｔ２において第２速から第１速への速度段の変更が完了すると、エンジン出力増大制御が終了され、エンジンパワーカーブが第１エンジンパワーカーブＬ１から第５エンジンパワーカーブＬ５に戻される。なお、エンジン出力増大制御の終了は、エンジン出力増大制御の開始からの経過時間で判断される。このように、時間Ｔ２以降は、第５エンジンパワーカーブＬ５に基づいてエンジン２の制御が行われ、スロットル開度ＤＴＨも元の値に戻される。これにより、エンジン出力増大制御が行われない場合のエンジン回転数（図４の「ＮＥＮＧ’」参照）と比べて、変速後のエンジン回転数ＮＥＮＧの低下が抑えられる。また、トランスミッション１４の出力軸の回転数ＮＴＭの変化すなわち車速の変化についても同様であり、エンジン出力増大制御が行われない場合のトランスミッション１４の出力軸の回転数（図４の「ＮＴＭ’」参照）と比べて、変速後の回転数ＮＴＭの低下が抑えられる。なお、時間Ｔ３以降において、エンジン出力増大制御が行われない場合のエンジン回転数ＮＥＮＧ’が増大しているが、これは、変速後のエンジン回転数ＮＥＮＧ’の低下によってロックアップクラッチ２０がオン状態からオフ状態に変更されることに因るものである。エンジン出力増大制御が行われる場合には、変速後のエンジン回転数ＮＥＮＧの低下が抑えられるため、ロックアップクラッチ２０がオン状態に維持される（図４の「ＰＬＵ」参照）。
【００６０】
また、図３に示すように、ロックアップクラッチ２０がオン状態であり且つ第１制御モードが選択されている場合において、トランスミッション１４の速度段が第２速から第１速に変更される際、エンジンパワーカーブが第３エンジンパワーカーブＬ３から第１エンジンパワーカーブＬ１に一時的に変更される。この場合も、上記と同様に、変速後のエンジン回転数の低下や車速の低下が抑えられると共に、ロックアップクラッチ２０がオン状態に維持される。
【００６１】
＜特徴＞
この作業車両１では、低速度段への変速後に、エンジン回転数が低下することが抑えられる。このため、急激に負荷が増大してトランスミッション１４が低速度段に切り換えられた場合であっても、車速の低下やエンジン２の停止を防止することができる。これにより、この作業車両１では、トランスミッション１４の速度段の切替を円滑に行うことができる。
【００６２】
また、この作業車両１では、トランスミッション１４の速度段の切替時にエンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブが変更されるため、単純にスロットル開度が増大するのではなく、速度段の切替時のエンジン回転数に適したトルクでエンジン２が制御される。これにより、適切なエンジン出力の制御を行うことができる。
【００６３】
＜他の実施形態＞
（ａ）
本発明においてエンジン２の制御に用いられるエンジンパワーカーブは、上記のものに限られず、より多くのエンジンパワーカーブへの変更が可能であってもよい。また、変更可能なエンジンパワーカーブの数が上記のものより少なくてもよい。
【００６４】
（ｂ）
上記の実施形態では、低速度段への切替時にエンジン出力増大制御が行われているが、高速度段への切替時に、エンジン出力低減制御が行われてもよい。エンジン出力低減制御は、トランスミッション１４を高速度段に切り換える時に、エンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブをトランスミッション１４の速度段の切替前のエンジンパワーカーブより低トルクのエンジンパワーカーブに変更する制御である。これにより、高速度段への切替を円滑に行うことができる。
【００６５】
（ｃ）
上記の実施形態では、第２速から第１速への切替時にエンジン出力増大制御が行われているが、他の速度段間の切替時に行われてもよい。ただし、エンジン出力の低下は低速度段への切替時に生じ易いため、上記のように、第２速から第１速への切替時にエンジン出力増大制御が行われることが望ましい。
【００６６】
また、上記の実施形態では、ロックアップクラッチ２０がオン状態である場合にエンジン出力増大制御が行われているが、ロックアップクラッチ２０がオフ状態である場合に行われてもよい。ただし、エンジン出力の低下はロックアップクラッチ２０がオン状態である場合に生じ易いため、上記のように、ロックアップクラッチ２０がオン状態である場合にエンジン出力増大制御が行われることが望ましい。
【００６７】
（ｄ）
上記の実施形態では、エンジン出力増大制御の終了後に、エンジンパワーカーブがエンジン出力増大制御の実施前のエンジンパワーカーブに戻されているが、エンジン出力増大制御の終了後のエンジンパワーカーブがエンジン出力増大制御の実施前のエンジンパワーカーブと異なるものに変更されてもよい。例えば、エンジン出力増大制御により第５エンジンパワーカーブＬ５から第１エンジンパワーカーブＬ１に変更され、エンジン出力増大制御の終了後に第４エンジンパワーカーブＬ４に変更されてもよい。
【００６８】
（ｅ）
上記の実施形態では、作業車両１としてブルドーザが例示されているが、他の作業車両１にも本発明を適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、ロックアップクラッチが係合状態にある場合にトランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる効果を有し、作業車両として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】作業車両の構成を示す概略図。
【図２】エンジンパワーカーブの例を示す図。
【図３】エンジンパワーカーブの変更を示す表。
【図４】エンジン回転数や各クラッチへの供給油圧の変化を表すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７１】
１ 作業車両
２ エンジン
３ 第１動力伝達機構（動力伝達機構）
１０ 制御部
１３ トルクコンバータ
１４ トランスミッション
２０ ロックアップクラッチ
２８ａ，２８ｂ スプロケット（走行輪）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両には、エンジンの動力をトルクコンバータ、トランスミッションなどを有する動力伝達機構によって走行輪に伝達することにより走行を行うものがある。このような作業車両では、エンジン回転数や車速に応じてトランスミッションの速度段を自動的に又は手動によって変更することにより、効率のよい走行を行うことができる。また、トルクコンバータに備えられたロックアップクラッチが制御されて、トルクコンバータの入力側と出力側とが直結されることにより、トルクコンバータの滑りによる動力損失の低減や、燃費低下の抑制が可能である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２２８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような作業車両では、特にロックアップクラッチが係合状態にある場合に、トランスミッションの速度段の切替を円滑に行えない場合がある。例えば、走行輪に急激に負荷が掛かった場合、エンジン回転数が低下することによってシフトダウンが行われるが、シフトダウンが完了してもエンジンの回転数が下がり続けることによって、車速が低下したり、エンジンが停止したりする恐れがある。
【０００４】
本発明の課題は、ロックアップクラッチが係合状態にある場合にトランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明の作業車両は、エンジンと、走行輪と、動力伝達機構と、制御部とを備える。走行輪は、エンジンからの駆動力によって駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の速度段に切替可能なトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。制御部は、エンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブに基づいてエンジンを制御する。また、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを変更する。
【０００６】
この作業車両では、ロックアップクラッチが係合状態である場合、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが変更され、変更されたエンジンパワーカーブによってエンジンの制御が行われる。このため、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジン出力トルクを変化させることができ、速度段の切替に伴う車速の変化を抑えることができる。これにより、この作業車両では、トランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる。
【０００７】
また、トランスミッションの速度段の切替時にエンジン出力トルクを変化させるためには、単純にエンジン回転数を増大させる制御も考えられる。しかし、この場合、トランスミッションの速度段の切替時には適切なエンジンの出力制御を行うことが困難になる。これに対して、本発明に係る作業車両では、トランスミッションの速度段の切替時にエンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが変更されるため、トランスミッションの速度段の切替時にもエンジンパワーカーブに基づいてエンジンの制御が行われる。これにより、適切なエンジン出力の制御を行うことができる。
【０００８】
第２発明の作業車両は、第１発明の作業車両であって、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合にトランスミッションを低速度段に切り換える時には、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブをトランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより高トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力増大制御を行う。
【０００９】
この作業車両では、トランスミッションを低速度段に切り換える時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが高トルクのエンジンパワーカーブに変更され、エンジン出力トルクが増大される。このため、急激に負荷が増大してトランスミッションが低速度段に切り換えられた場合であっても、車速の低下やエンジンの停止を防止することができる。
【００１０】
第３発明の作業車両は、第２発明の作業車両であって、制御部は、実際のエンジン回転数が所定回転数以下になった場合にロックアップクラッチを係合状態から非係合状態へ切り換える。
【００１１】
この作業車両では、実際のエンジン回転数が所定回転数以下になった場合には、ロックアップクラッチが係合状態から非係合状態へ切り換えられ、エンジンの駆動力がトルクコンバータによって伝達される。これにより、エンジン回転数がロックアップクラッチの係合による駆動力の伝達には不適当な低回転数まで低下した場合には、トルクコンバータによる伝達に切り換えられ、エンジンの駆動力を円滑に伝達することができる。また、この作業車両では、ロックアップクラッチが係合状態である場合にトランスミッションを低速度段に切り換える時には、エンジン出力増大制御が行われることにより、車速の低下が抑えられる。このため、トランスミッションの低速度段への切替時にロックアップクラッチが非係合状態に切り替わってしまうことを抑えることができ、燃費を向上させることができる。
【００１２】
第４発明の作業車両は、第２発明または第３発明の作業車両であって、制御部は、エンジン出力増大制御を行う際にロックアップクラッチの係合力を低減させる。
【００１３】
この作業車両では、エンジン出力増大制御が行われる際にロックアップクラッチの係合力が低減されるため、エンジンへの負荷が軽減される。これにより、エンジンの回転数を容易に増大させることができ、車速の低下をより抑えることができる。
【００１４】
第５発明の作業車両は、第１発明から第４発明のいずれかの作業車両であって、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態である場合にトランスミッションを高速度段に切り換える時には、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブをトランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより低トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力低減制御を行う。
【００１５】
この作業車両では、トランスミッションを高速度段に切り換える時に、エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブが低トルクのエンジンパワーカーブに変更され、エンジン出力トルクが低減される。このため、速度段の切替時の車速の急激な変化を抑えることができ、速度段の切替を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る作業車両では、トランスミッションの速度段の切替時に、エンジン出力トルクを変化させることができ、速度段の切替に伴う車速の変化を抑えることができる。これにより、この作業車両では、トランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる。また、トランスミッションの速度段の切替時にも、エンジンパワーカーブに基づいてエンジンの制御が行われるため、適切なエンジン出力の制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜構成＞
本発明の一実施形態に係る作業車両１の概略システム構成図を図１に示す。この作業車両１は、例えばブルドーザであり、エンジン２、第１動力伝達機構３、一対の走行装置４ａ，４ｂ、第１油圧ポンプ５、旋回機構６、作業機７、冷却機構８、操作部９、各種センサ、制御部１０などを備えている。
【００１８】
〔エンジン２〕
エンジン２は、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射ポンプ（図示せず）からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン２の出力が制御される。燃料噴射量の調整は、燃料噴射ポンプに付設されたガバナ１１が制御部１０によって制御されることで行われる。ガバナ１１としては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、実際のエンジン回転数が制御部１０によって設定されたエンジン回転数になるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。
【００１９】
エンジン２からの駆動力は、図示しない動力取出装置を介して第１動力伝達機構３、第１油圧ポンプ５および後述する第２油圧ポンプ１２に分配される。
【００２０】
〔第１動力伝達機構３〕
第１動力伝達機構３は、エンジン２からの駆動力を一対の走行装置４ａ，４ｂに伝達する機構であり、トルクコンバータ１３、トランスミッション１４、ベベルギヤ１５、横軸１６、一対の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂ、一対のブレーキ装置１８ａ，１８ｂ、一対の終減速装置１９ａ，１９ｂなどを有する。
【００２１】
トルクコンバータ１３は、エンジン２の出力軸に連結されている。このトルクコンバータ１３は、トルクコンバータ１３の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ２０を有しており、ロックアップクラッチ２０は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によってオン状態とオフ状態とに切り換えられる。このロックアップクラッチ２０への圧油の供給は、制御部１０からの指令信号によって制御されるトルクコンバータ操作弁２１によって制御される。なお、オン状態とはクラッチが係合した状態であり、オフ状態とは、クラッチが係合していない状態を意味する。
【００２２】
トランスミッション１４は、前進用油圧クラッチ２２および後進用油圧クラッチ２３を有しており、前進用油圧クラッチ２２、後進用油圧クラッチ２３のいずれかが選択されてオン状態にされることにより、前進走行あるいは後進走行が行われる。前進用油圧クラッチ２２および後進用油圧クラッチ２３は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によってオン状態とオフ状態とに切り換えられる。
【００２３】
また、このトランスミッション１４は、第１速用油圧クラッチ２４、第２速用油圧クラッチ２５、第３速用油圧クラッチ２６を有し、これらの変速用クラッチのうちのいずれかが選択されてオン状態とされることにより、速度段の切替が行われる。第１速用油圧クラッチ２４、第２速用油圧クラッチ２５、第３速用油圧クラッチ２６は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動され、オン状態とオフ状態とに切り換えられる。
【００２４】
なお、前進用油圧クラッチ２２、後進用油圧クラッチ２３、第１速用油圧クラッチ２４、第２速用油圧クラッチ２５、第３速用油圧クラッチ２６への圧油の供給は、トランスミッション操作弁２７によって制御される。トランスミッション操作弁２７は、制御部１０からの指令信号によって制御される。
【００２５】
トランスミッション１４から出力されるエンジン２の駆動力は、ベベルギヤ１５および横軸１６を介して一対の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂに伝達される。
【００２６】
一対の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂのうち左遊星歯車機構１７ｂの遊星キャリアに固定される出力軸は、左ブレーキ装置１８ｂおよび左終減速装置１９ｂを介して後述する左スプロケット２８ｂに連結されている。また、右遊星歯車機構１７ａの遊星キャリアに固定される出力軸は、右ブレーキ装置１８ａおよび右終減速装置１９ａを介して後述する右スプロケット２８ａに連結されている。横軸１６から遊星歯車機構１７ａ，１７ｂの各リングギヤに伝達された駆動力は、遊星歯車機構１７ａ，１７ｂの各遊星キャリアから各終減速装置１９ａ，１９ｂを介して各走行装置４ａ，４ｂのスプロケット２８ａ，２８ｂに伝達される。
【００２７】
〔一対の走行装置４ａ，４ｂ〕
走行装置４ａ，４ｂは、走行輪としての左スプロケット２８ｂおよび右スプロケット２８ａと、各スプロケット２８ａ，２８ｂに巻回される履帯２９ａ，２９ｂとを有している。上述したように、エンジン２から第１動力伝達機構３を介して駆動力がスプロケット２８ａ，２８ｂに伝達され、スプロケット２８ａ，２８ｂが回転駆動されると、スプロケット２８ａ，２８ｂに巻回された履帯２９ａ，２９ｂが駆動され、これにより作業車両１が走行する。このように、エンジン２の馬力の一部は、作業車両１を走行させるために消費される。
【００２８】
〔第１油圧ポンプ５〕
第１油圧ポンプ５は、エンジン２からの駆動力によって駆動され、後述する作業機７の油圧シリンダ３１や旋回機構６の油圧モータ３２を駆動するための圧油を吐出する。第１油圧ポンプ５は、斜板角を制御することにより吐出容量を制御可能な可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ５には、斜板角を制御するための斜板角制御機構３３および第１油圧ポンプ制御弁３４が付設されている。第１油圧ポンプ制御弁３４は電磁比例制御弁であり、制御部１０は、第１油圧ポンプ制御弁３４への指令信号を制御することにより、第１油圧ポンプ５の吐出容量を制御し、第１油圧ポンプ５の吸収トルクを制御することができる。
【００２９】
〔旋回機構６〕
旋回機構６は、右スプロケット２８ａおよび左スプロケット２８ｂの回転速度を異ならせることによって作業車両１を旋回させる機構であり、油圧モータ３２と第２動力伝達機構３５とを有する。
【００３０】
油圧モータ３２は、第１油圧ポンプ５からの圧油によって駆動される。
【００３１】
第２動力伝達機構３５は、所要の歯車列によって構成されており、油圧モータ３２の出力軸に固定されるギヤと、左遊星歯車機構１７ｂのサンギヤに一体に固定されるギヤと、右遊星歯車機構１７ａのサンギヤに一体に固定されるギヤとに噛合している。第２動力伝達機構３５は、油圧モータ３２の駆動力を左右の遊星歯車機構１７ａ，１７ｂの各サンギヤから各遊星キャリアおよび各終減速装置１９ａ，１９ｂを介して左右のスプロケット２８ａ，２８ｂに伝達し、左右のスプロケット２８ａ，２８ｂの回転速度を異ならせることで作業車両１を左右に旋回させることができる。
【００３２】
また、第１油圧ポンプ５と油圧モータ３２とを繋ぐ油圧回路には、流路切替弁３６が設けられている。流路切替弁３６は、制御部１０からの指令信号に基づいて、油圧モータ３２への圧油の供給量と供給方向とを制御する。これにより、油圧モータ３２の出力軸の回転方向が制御され、作業車両１の旋回方向の切替が行われる。
【００３３】
〔作業機７〕
作業機７は、図示しないブレードと、ブレードを駆動するための油圧シリンダ３１とを有する。ブレードは、作業車両１の前部に設けられており、土押し等の作業を行うための部材である。油圧シリンダ３１は、第１油圧ポンプ５からの圧油によって駆動される。また、油圧シリンダ３１と第１油圧ポンプ５とを繋ぐ油圧回路には、制御部１０からの指令信号に基づいて第１油圧ポンプ５から油圧シリンダ３１に供給される圧油を制御する作業機操作弁３７が設けられている。なお、この作業車両１では、リフト、アングルおよびチルト用の複数の油圧シリンダ３１が設けられているが、図１では１つの油圧シリンダ３１のみを図示して他は省略している。作業機操作弁３７は、制御部１０からの指令信号を受けて油圧シリンダ３１への圧油の供給方向を切り換える。これにより、リフト、アングルおよびチルトなどのブレードの動作が行われる。
【００３４】
〔冷却機構８〕
冷却機構８は、エンジン２からの駆動力によって駆動される第２油圧ポンプ１２と、第２油圧ポンプ１２から供給される圧油によって駆動される油圧モータ３８と、油圧モータ３８によって駆動される冷却ファン３９を有する。冷却機構８は、冷却ファン３９によって空気の流れを生成することにより、エンジン２の冷却水や圧油を冷却する。なお、油圧モータ３８と第２油圧ポンプ１２との間には、冷却ファン操作弁４１が設けられており、制御部１０からの指令信号によって冷却ファン操作弁４１が制御されることによって、油圧モータ３２へ供給される圧油の流れの方向を切り換えることができる。これにより油圧モータ３２すなわち冷却ファン３９の回転方向を制御することができる。また、第２油圧ポンプ１２には、制御部１０からの指令信号に基づいて第２油圧ポンプ１２の吐出容量を制御する第２油圧ポンプ制御弁４２が付設されており、第２油圧ポンプ制御弁４２が制御されることによって、冷却ファンの回転速度を制御することができる。
【００３５】
〔操作部９および各種センサ〕
操作部９は、図示しない運転室に内装されており、オペレータによって操作されることにより作業車両１に各種の動作を行わせることができる。また、操作部９による操作内容は、操作信号として制御部１０へ送られる。操作部９は、シフトスイッチ４３、走行・旋回操作レバー４４、スロットル指示装置４５、デセル指示装置４６、作業機レバー４７、制御モード切替装置４８などを有する。
【００３６】
シフトスイッチ４３は、トランスミッション１４の速度段を切り換えるためのものである。この作業車両１では、第１速から第３速までのトランスミッション１４の速度段の切替が可能であり、オペレータがシフトスイッチ４３を操作することにより、手動で速度段の切替を行うことができる。
【００３７】
走行・旋回操作レバー４４は、作業車両１の前進・後退の切り換え、直進・旋回の切替および、旋回方向の切替を指示するための部材である。オペレータは、走行・旋回操作レバー４４を操作することによりトランスミッション１４を前進状態、後進状態、中立状態に切り換えることができる。また、オペレータは、走行・旋回操作レバー４４を操作することにより、作業車両１の直進・旋回の切替、旋回方向の切替、旋回速度の調整を行うことができる。
【００３８】
スロットル指示装置４５は、エンジン回転数を変更するためのものである。スロットル指示装置４５によって指定されたエンジン回転数は制御部１０に入力され、制御部１０はエンジン回転数が指定された回転数になるようにエンジン２を制御する。
【００３９】
デセル指示装置４６は、エンジン回転数を低減させるためのものであり、制御部１０から出力されるエンジン２へのエンジン回転数の指令値を通常値から低減させる。
【００４０】
作業機レバー４７は、作業機７を操作するためのものであり、作業機レバー４７の操作内容に応じてリフト、アングルおよびチルトなどのブレードの動作が行われる。
【００４１】
制御モード切替装置４８は、高エンジン出力を目的とする第１制御モードと低エンジン出力を目的とする第２制御モードとのいずれかをオペレータが選択するためのものである。これらの制御モードの内容については後述する。
【００４２】
各種のセンサには、第１ポンプ吐出圧センサＳ１、エンジン回転数センサＳ２、トランスミッション回転数センサＳ３などがある。第１ポンプ吐出圧センサＳ１は、第１油圧ポンプ５の吐出圧を検出する。エンジン回転数センサＳ２は、エンジン２の実際のエンジン回転数を検出する。トランスミッション回転数センサＳ３は、トランスミッション１４の出力軸の回転数を検出する。また、これらのセンサＳ１−Ｓ３によって検出された各種の情報は検出信号として制御部１０に入力される。
【００４３】
〔制御部１０〕
制御部１０は、マイクロコンピュータや数値演算プロセッサ等の演算処理装置を主体にして構成されており、制御データ等を記憶している。制御部１０は、操作部９からの操作信号、各種のセンサ−からの検出信号、制御部１０に記憶されている制御データなどに基づいて、エンジン２、第１動力伝達機構３、旋回機構６、作業機７、冷却機構８などの制御を行う。制御部１０は、主として、第１動力伝達機構３、旋回機構６、作業機７、冷却機構８の制御を行う第１制御部５１と、主としてエンジン２の制御を行う第２制御部５２とを有する。
【００４４】
第１制御部５１は、車速やエンジン回転数に基づいて、トルクコンバータ１３のロックアップクラッチ２０の切替、変速用クラッチ２４〜２６の切替を行うことにより、車速やエンジン回転数に適した速度段を選択する。例えば、第１制御部５１は、エンジン回転数の増大に伴ってトランスミッション１４を低速度段から高速度段へ切り換える。また、第１制御部５１は、トランスミッション１４が同じ速度段であっても、エンジン回転数に応じてロックアップクラッチ２０の切替を行う。例えば、トランスミッション１４の速度段が第１速であり、且つ、エンジン回転数が所定値以上である場合はロックアップクラッチ２０がオン状態とされる。また、トランスミッション１４の速度段が第１速であっても、エンジン回転数が所定値より小さくなった場合には、ロックアップクラッチ２０がオフ状態とされる。これにより、作業車両１の走行燃費を向上させることができる。
【００４５】
また、第１制御部５１は、シフトスイッチ４３や走行・旋回操作レバー４４の操作に応じて、トランスミッション１４の前進用油圧クラッチ２２および後進用油圧クラッチ２３の切替や変速用クラッチ２４〜２６の切替を行う。これにより、オペレータは手動で前進・後退の切替および速度段の切替を行うことができる。
【００４６】
なお、ロックアップクラッチ２０の係合状態は、トルクコンバータ操作弁２１からの状態信号として第１制御部５１に入力される。また、トランスミッション１４の各クラッチ２２〜２６の係合状態は、トランスミッション操作弁２７からの状態信号として第１制御部５１に入力される。
【００４７】
第２制御部５２には、図２に示すようなエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブが記憶されており、第２制御部５２は、エンジンパワーカーブに基づいてエンジン２を制御する。この作業車両１では、エンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブを複数のエンジンパワーカーブに変更することができ、状況に応じてエンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブが決定される。例えば、図２に示すように、エンジン出力トルクが最大となる最大エンジンパワーカーブＬｍａｘに対してエンジン出力トルクを低減させた複数のエンジンパワーカーブＬ１〜Ｌ５に変更することができる。なお、これらのエンジンパワーカーブＬ１〜Ｌ５について、エンジン出力トルクの大きい順に、第１エンジンパワーカーブＬ１〜第５エンジンパワーカーブＬ５と名称を付けることとする。
【００４８】
以下、エンジンパワーカーブに基づくエンジン出力制御について詳細に説明する。
【００４９】
＜エンジン出力制御＞
この作業車両１では、図３に示すように、状況に応じてエンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブが変更される。
【００５０】
まず、トランスミッション１４の速度段が変更されず所定の速度段（例えば第２速）に維持されている場合（図３の「通常時」欄参照）のエンジン出力制御について説明する。
【００５１】
この場合、ロックアップクラッチ２０がオフ状態（図３の「Ｌ／Ｃオフ」参照）であり、且つ、第１制御モードが選択されている場合には、第１エンジンパワーカーブＬ１（図２参照）に基づいてエンジン２の制御が行われる。これにより、エンジン出力トルクが増大し、走行性や作業性を向上させることができる。
【００５２】
ロックアップクラッチ２０がオフ状態であり、且つ、第２制御モードが選択されている場合には、第３エンジンパワーカーブＬ３に基づいてエンジン２の制御が行われる。第３エンジンパワーカーブＬ３は第１エンジンパワーカーブＬ１よりもエンジン出力トルクの小さいエンジンパワーカーブであるため、エンジン出力トルクを抑えることによって作業車両１の燃費を向上させることができる。
【００５３】
ロックアップクラッチ２０がオン状態であり（図３の「Ｌ／Ｃオン」参照）、且つ、第１制御モードが選択されている場合には、第３エンジンパワーカーブＬ３に基づいてエンジン２の制御が行われる。
【００５４】
また、ロックアップクラッチ２０がオン状態であり、且つ、第２制御モードが選択されている場合には、第５エンジンパワーカーブＬ５に基づいてエンジン２の制御が行われる。
【００５５】
次に、トランスミッション１４の速度段が変更される場合（図３の「変速時」欄参照）のエンジン出力制御について説明する。この作業車両１では、特に、ロックアップクラッチ２０がオン状態である場合にトランスミッション１４を低速度段に切り換える時には、エンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブを速度段の切替前のエンジンパワーカーブより高トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力増大制御を行う。
【００５６】
具体的には、図３に示すように、ロックアップクラッチ２０がオン状態であり且つ第２制御モードが選択されている場合において、トランスミッション１４の速度段が第２速から第１速に変更される際、エンジンパワーカーブが第５エンジンパワーカーブＬ５から第１エンジンパワーカーブＬ１に一時的に変更される。
【００５７】
この場合のエンジン回転数や各クラッチへの供給油圧の変化を表すタイミングチャートを図４に示す。図４において、ＤＴＨは、エンジン２に入力されるスロットル開度を示している。ＮＥＮＧは、エンジン回転数センサＳ２が検出した実際のエンジン回転数を示している。ＮＴＭは、トランスミッション回転数センサＳ３が検出したトランスミッション１４の出力軸の回転数すなわち車速を示している。ＰＬＵは、ロックアップクラッチ２０への供給油圧を示している。ＰＦは、前進用油圧クラッチ２２への供給油圧を示している。Ｐ１ｓｔは、第１速用油圧クラッチ２４への供給油圧を示している。Ｐ２ｎｄは、第２速用油圧クラッチ２５への供給油圧を示している。
【００５８】
この図４に示されているように、時間Ｔ１までは、第２速用油圧クラッチ２５への供給油圧Ｐ２ｎｄが一定であり、トランスミッション１４の速度段が第２速に維持されている。この期間では、上述したように、第５エンジンパワーカーブＬ５によってエンジン２が制御されており、スロットル開度ＤＴＨは一定である。
【００５９】
一方、時間Ｔ１から時間Ｔ２までは、前進用油圧クラッチ２２への供給油圧ＰＦが低下され、第２速用油圧クラッチ２５への供給油圧Ｐ２ｎｄが低下されると共に、第１速用油圧クラッチ２４への供給油圧Ｐ１ｓｔが増大されており、第２速から第１速への速度段の変更が行われている。この期間Ｔ１〜Ｔ２では、上述したように、エンジン出力増大制御により、エンジンパワーカーブが第５エンジンパワーカーブＬ５から高トルクの第１エンジンパワーカーブＬ１に変更され、第１エンジンパワーカーブＬ１によってエンジン２が制御される。このため、スロットル開度ＤＴＨが増大していると共に、エンジン回転数ＮＥＮＧも増大している。なお、この期間Ｔ１〜Ｔ２では、制御部１０は、ロックアップクラッチ２０への供給油圧ＰＬＵを低下させることによって、ロックアップクラッチ２０の係合力を低下させている。これにより、エンジン回転数ＮＥＮＧの増大を容易にしている。時間Ｔ２において第２速から第１速への速度段の変更が完了すると、エンジン出力増大制御が終了され、エンジンパワーカーブが第１エンジンパワーカーブＬ１から第５エンジンパワーカーブＬ５に戻される。なお、エンジン出力増大制御の終了は、エンジン出力増大制御の開始からの経過時間で判断される。このように、時間Ｔ２以降は、第５エンジンパワーカーブＬ５に基づいてエンジン２の制御が行われ、スロットル開度ＤＴＨも元の値に戻される。これにより、エンジン出力増大制御が行われない場合のエンジン回転数（図４の「ＮＥＮＧ’」参照）と比べて、変速後のエンジン回転数ＮＥＮＧの低下が抑えられる。また、トランスミッション１４の出力軸の回転数ＮＴＭの変化すなわち車速の変化についても同様であり、エンジン出力増大制御が行われない場合のトランスミッション１４の出力軸の回転数（図４の「ＮＴＭ’」参照）と比べて、変速後の回転数ＮＴＭの低下が抑えられる。なお、時間Ｔ３以降において、エンジン出力増大制御が行われない場合のエンジン回転数ＮＥＮＧ’が増大しているが、これは、変速後のエンジン回転数ＮＥＮＧ’の低下によってロックアップクラッチ２０がオン状態からオフ状態に変更されることに因るものである。エンジン出力増大制御が行われる場合には、変速後のエンジン回転数ＮＥＮＧの低下が抑えられるため、ロックアップクラッチ２０がオン状態に維持される（図４の「ＰＬＵ」参照）。
【００６０】
また、図３に示すように、ロックアップクラッチ２０がオン状態であり且つ第１制御モードが選択されている場合において、トランスミッション１４の速度段が第２速から第１速に変更される際、エンジンパワーカーブが第３エンジンパワーカーブＬ３から第１エンジンパワーカーブＬ１に一時的に変更される。この場合も、上記と同様に、変速後のエンジン回転数の低下や車速の低下が抑えられると共に、ロックアップクラッチ２０がオン状態に維持される。
【００６１】
＜特徴＞
この作業車両１では、低速度段への変速後に、エンジン回転数が低下することが抑えられる。このため、急激に負荷が増大してトランスミッション１４が低速度段に切り換えられた場合であっても、車速の低下やエンジン２の停止を防止することができる。これにより、この作業車両１では、トランスミッション１４の速度段の切替を円滑に行うことができる。
【００６２】
また、この作業車両１では、トランスミッション１４の速度段の切替時にエンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブが変更されるため、単純にスロットル開度が増大するのではなく、速度段の切替時のエンジン回転数に適したトルクでエンジン２が制御される。これにより、適切なエンジン出力の制御を行うことができる。
【００６３】
＜他の実施形態＞
（ａ）
本発明においてエンジン２の制御に用いられるエンジンパワーカーブは、上記のものに限られず、より多くのエンジンパワーカーブへの変更が可能であってもよい。また、変更可能なエンジンパワーカーブの数が上記のものより少なくてもよい。
【００６４】
（ｂ）
上記の実施形態では、低速度段への切替時にエンジン出力増大制御が行われているが、高速度段への切替時に、エンジン出力低減制御が行われてもよい。エンジン出力低減制御は、トランスミッション１４を高速度段に切り換える時に、エンジン２の制御に用いるエンジンパワーカーブをトランスミッション１４の速度段の切替前のエンジンパワーカーブより低トルクのエンジンパワーカーブに変更する制御である。これにより、高速度段への切替を円滑に行うことができる。
【００６５】
（ｃ）
上記の実施形態では、第２速から第１速への切替時にエンジン出力増大制御が行われているが、他の速度段間の切替時に行われてもよい。ただし、エンジン出力の低下は低速度段への切替時に生じ易いため、上記のように、第２速から第１速への切替時にエンジン出力増大制御が行われることが望ましい。
【００６６】
また、上記の実施形態では、ロックアップクラッチ２０がオン状態である場合にエンジン出力増大制御が行われているが、ロックアップクラッチ２０がオフ状態である場合に行われてもよい。ただし、エンジン出力の低下はロックアップクラッチ２０がオン状態である場合に生じ易いため、上記のように、ロックアップクラッチ２０がオン状態である場合にエンジン出力増大制御が行われることが望ましい。
【００６７】
（ｄ）
上記の実施形態では、エンジン出力増大制御の終了後に、エンジンパワーカーブがエンジン出力増大制御の実施前のエンジンパワーカーブに戻されているが、エンジン出力増大制御の終了後のエンジンパワーカーブがエンジン出力増大制御の実施前のエンジンパワーカーブと異なるものに変更されてもよい。例えば、エンジン出力増大制御により第５エンジンパワーカーブＬ５から第１エンジンパワーカーブＬ１に変更され、エンジン出力増大制御の終了後に第４エンジンパワーカーブＬ４に変更されてもよい。
【００６８】
（ｅ）
上記の実施形態では、作業車両１としてブルドーザが例示されているが、他の作業車両１にも本発明を適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、ロックアップクラッチが係合状態にある場合にトランスミッションの速度段の切替を円滑に行うことができる効果を有し、作業車両として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】作業車両の構成を示す概略図。
【図２】エンジンパワーカーブの例を示す図。
【図３】エンジンパワーカーブの変更を示す表。
【図４】エンジン回転数や各クラッチへの供給油圧の変化を表すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７１】
１ 作業車両
２ エンジン
３ 第１動力伝達機構（動力伝達機構）
１０ 制御部
１３ トルクコンバータ
１４ トランスミッション
２０ ロックアップクラッチ
２８ａ，２８ｂ スプロケット（走行輪）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力によって駆動される走行輪と、
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の速度段に切替可能なトランスミッションとを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する動力伝達機構と、
エンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブに基づいて前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態である場合、前記トランスミッションの速度段の切替時に、前記エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを変更する、
作業車両。
【請求項２】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態である場合に前記トランスミッションを低速度段に切り換える時には、前記エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを前記トランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより高トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力増大制御を行う、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御部は、実際のエンジン回転数が所定回転数以下になった場合に前記ロックアップクラッチを係合状態から非係合状態へ切り換える、
請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記エンジン出力増大制御を行う際に前記ロックアップクラッチの係合力を低減させる、
請求項２または３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態である場合に前記トランスミッションを高速度段に切り換える時には、前記エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを前記トランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより低トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力低減制御を行う、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力によって駆動される走行輪と、
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の速度段に切替可能なトランスミッションとを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する動力伝達機構と、
エンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジンパワーカーブに基づいて前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態である場合、前記トランスミッションの速度段の切替時に、前記エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを変更する、
作業車両。
【請求項２】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態である場合に前記トランスミッションを低速度段に切り換える時には、前記エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを前記トランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより高トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力増大制御を行う、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御部は、実際のエンジン回転数が所定回転数以下になった場合に前記ロックアップクラッチを係合状態から非係合状態へ切り換える、
請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記エンジン出力増大制御を行う際に前記ロックアップクラッチの係合力を低減させる、
請求項２または３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態である場合に前記トランスミッションを高速度段に切り換える時には、前記エンジンの制御に用いるエンジンパワーカーブを前記トランスミッションの速度段の切替前のエンジンパワーカーブより低トルクのエンジンパワーカーブに変更するエンジン出力低減制御を行う、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４５２２（Ｐ２００９−２４５２２Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８５９９８（Ｐ２００７−１８５９９８）
【出願日】平成１９年７月１７日（２００７．７．１７）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１７日（２００７．７．１７）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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